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1、化工学院课题集锦1、在蜂窝陶瓷上负载分子筛和沸石研究背景：蜂窝陶瓷现在最广泛的应用是在汽车工业上，用于净化废气。其余广泛应用在发电站的排放气有选择性的催化还原和飞机上的臭氧破坏。蜂窝陶瓷结构的应用在化学转化和吸附过程中的应用比较有限，但很值得关注。蜂窝陶瓷是有结构载体的一例，这种载体被很薄的壁所间隔形成长的平行的孔道。蜂窝陶瓷结构的主要特征是有高的空隙组分和大几何表面积，在流动条件下产生一个低的压降，一个高的灰尘容量，在载体和反应物之间一个大的接触面积。蜂窝陶瓷催化剂载体可以被认为是不同类别的催化剂的传统载体的一种精彩的替代。蜂窝陶瓷结构，无论是金属的或陶瓷的，均由一个单一的块状组成。在化学工
2、业中，蜂窝陶瓷反应器与传统的流动床和固定床相比，有着明显的优势。目前，在一个多相过程中仅有一项大规模的工业应用：用蒽醌制过氧化氢的过程。催化剂蜂窝陶瓷反应器被广泛的应用于催化剂燃烧应用中，其中很多废气污染相关。次要的燃烧应用包括知名的汽车接触反应的转炉，在其中一氧化碳和碳氢化合物的氧化，以及伴随的氮的氧化物的减少发生。催化剂经常被一种极细的粉末状应用于液体中，为的是增大接触面积和减小内扩散传播的距离。但是就存在一些潜在的关于如何处理粉末状催化剂问题：分离，磨损，设备的腐蚀。蜂窝陶瓷反应器的引入可以解决上述问题。目的：对现有的蜂窝陶瓷上负载及蜂窝陶瓷反应器研究进展作一下综述。2、优级品硬脂酸钙、
3、硬脂酸钡的生产工艺研究课题背景硬脂酸盐类产品又称硬脂酸金属皂，种类多，用途也很广。硬脂酸钡、铅、镉、锌、钙等都是聚氯乙烯塑料的热稳定剂，也可以解决许多制造和应用上的技术问题，如增加透明性、软化性、润滑性，可以和聚氯乙烯因受热而分解出的氯化氢作用而防止其分解，它们同时还是光稳定剂，可以抑制紫外线对薄膜的老化作用，延长薄膜的使用寿命。还可以用作润滑油的增厚剂，油漆的平光剂、催干剂、塑料的脱模剂，纺织品的打光剂等。因此硬脂酸盐在工业上应用广泛，需求量大。目前我国生产的硬脂酸盐类大部分不符合优级品的标准，生产的优级硬脂酸盐不能满足国内需求。本课题旨在对优级硬脂酸盐产品的工艺过程进行研究，开发一条具有实
4、际应用价值的优级硬脂酸盐的工艺路线。3、高密度聚乙烯用催化剂课题背景自1971 年中国第一套聚乙烯装置投产以来，中国的聚乙烯PE工业迅速发展。19911999 年中国的PE 生产能力平均年增长率10以上，预计到2010 年中国聚乙烯生产能力将达到6723kt(包括可能的新增装置及现有装置的扩产和增产)，年平均增长率约9。预计到2010年需求平均增长率为7左右。随着国民经济的快速增长，中国的PE 市场也保持较高的增长速度。19901999 年中国的聚乙烯消费年平均增长率为18，而国产满足率尚不足50，巨大的需求缺口由进口来满足。再加上，世界石化市场供大于求的形势、国外大型石化公司的合并重组、技术
5、进步造就的大型化趋势、第二代聚乙烯技术的迅速发展和聚乙烯主要专利技术持有着进一步完善专有技术等因素均使21 世纪的石化市场竞争形势更为严峻。如何提高我国聚乙烯工业的竞争力就值得我们认真思考了。催化剂的制备一直是聚烯烃工业的核心技术，世界许多国家竟相投入大量资金进行聚乙烯高效催化剂的开发和生产。目前在工业上应用最为成功的仍属载体型的钛-镁体系高效催化剂，国产BCH 催化剂就是这类催化剂，具有很大前途。本课题拟对高密度聚乙烯用催化剂，特别是国产BCH 催化剂进行更深一步的了解。4、气相火焰燃烧合成纳米材料及其机理研究课题背景超微粒子(又称团簇纳米粒子量子点等)一般其尺寸介于1-100nm 处在原子
6、簇和宏观物体交界的过渡区域，是一种典型的介观系统。超微粒子具有特殊的结构，因而具有很多新异的物理化学性质，涉及到体相材料中所忽视的或根本不具有的基本物理化学问题。因此，超微粒子在化学性质、物理性质、磁性光学性能及催化性能等方面与常规粒子相比有着明显的差异。比如，用超微粒子制备的陶瓷材料可以发生很大的变形，用超微磁粉制备的磁盘其存储容量明显增大，超微粒子催化剂比常规催化剂的催化性能更高等。目前制备这种纳米材料的方法有很多,根据合成的不同相态看，主要可分为固相法、液相法和气相法。固相法主要是指一些物理方法，如物理粉碎法机械合金法等。固相法操作起来虽然很简单，但制备出的产品粒径分布不均匀，且在研磨和
7、加热过程中也易引入杂质且要浪费大量的时间和能量。液相法主要有化学沉淀法、水热合成法、溶胶-凝胶法等。液相法的研究现在较为成熟，不过液相法中为了使生成的颗粒成型和活化往往都有一个焙烧过程很容易导致最终产品比表面积的下降。气相法是通过金属蒸汽或化合物气相的化学反应生成各种纳米粉末的方法,具有如下的特点1） 原料金属化合物具有挥发性提纯较容易生成物纯度高不需要粉碎；2）气相中物质浓度小生产粉末的凝聚较小；3）控制生产条件容易制得粒径分布窄粒径小的微粒；4）气氛容易控制，除氧化物外，用液相法直接合成困难的金属氮化物、碳化物硼化物也可用此法合成。正是由于这些优点，气相法成为现在大家研究的热点，具体来说，
8、气相法又可分为许多种如气相冷凝法（PVD）、 化学气相沉积法(CVD)、 等离子体法、气相燃烧合成法等等。其中气相燃烧合成是最近几年发展起来的先进纳米颗粒材料的合成技术，根据燃烧区域的不同又可分为火焰反应器和热壁反应器。气相火焰燃烧法的反应是在火焰中进行，对原料的要求不高，产物不需要经过高温锻烧，可以大大减少团聚，是一种值得研究开发的纳米粉体制备技术。5、大蒜素的提取课题背景大蒜为百合科()葱属植物生蒜()的鳞茎。祖国医学认为,大蒜性温、味辣, 具行气、消炎、祛风、止痢、散痈消毒等功效。现代医学证实大蒜具有抗菌、消炎、杀虫、抗癌、降血压、降血脂、降低胆固醇、预防动脉粥样硬化、抑制多种肿瘤的发生
9、等作用。大蒜集预防、治疗于一体,有着广阔的市场开发前景。大蒜油可作调味剂,同时大蒜油与葵花子油按一定比例配制成大蒜素胶丸,具有用量少,服用方便等特点。早在30年前曾提取到大蒜的主要成分是大蒜辣素，但性状极不稳定，无太大实用价值。近几年科学工作者采用超低温冷冻干燥工艺技术，分离出另一有效成分大蒜新素，分子式为C6H10S3，性质稳定，加碱加热均不易使之破坏，并经试验证实具有强大的抑制细菌和真菌的作用，它能在5分钟内杀死伤寒杆菌，特别适用于治疗真菌引起的皮肤病和深部霉菌感染，而且毒性低，副作用少，是目前国际上公认的有效的天然广谱抗菌素。6、超临界二氧化碳流体用于表面清洗背景超临界二氧化碳是温度和压
10、力都超过其临界温度和临界压力的二氧化碳流体。在此临界点以上状态的CO2,有一个明显的特点就是：压力只要有微小的变化，其密度就产生很大的变化。而且，通过加压可以使超临界CO2的流体密度接近于液体密度。这样，超临界流体就与液体同样具有溶解液体及固体的能力。超临界二氧化碳粘度低，扩散性好;临界温度和临界压力不高，并且无毒、无腐蚀、易挥发、不与热敏物质反应、不燃、无溶剂残留，同时价格低廉，因此特别适用于轻工和食品行业，是一种理想的绿色试剂。也由于上述优点，它在清洗方面的应用也很有前景。因为传统的清洗的清洗剂大多都轻微毒性，或污染环境。为了了解超临界二氧化碳在这方面的应用，有必要进行检索，了解国内外动态
11、。7、固体碱催化剂的研究进展课题的检索课题背景随着世界环保意识的加强以及绿色化学的发展 ,人们越来越重视环境友好的催化新工艺过程。以固体碱作为催化剂，具有高活性、高选择性、反应条件温和、产物易于分离、可循环使用等诸多优点，尤其在精细化学品合成方面可使反应工艺过程连续化，增强了设备的生产能力，发挥着越来越明显的优势，可望成为新一代环境友好的催化材料。然而，相对固体酸催化剂而言，对固体碱催化剂的研究起步较晚，发展也比较缓慢，主要原因在于固体碱，尤其是超强固体碱催化剂制备复杂、成本昂贵、强度较差、极易被大气中的2 等杂质污染，而且比表面都比较小。并且固体碱应用和失活后的再生还没有比较成熟的方法。因此
12、，各国都处在积极研制开发阶段。自 2 0世纪 50年代固体碱催化剂引起科学家们的重视以来，已经发展了多种类型的固体碱催化体系，按照载体和活性位的性质不同，固体碱大体可分为有机固体碱，有机无机复合固体碱，以及无机固体碱，其中无机固体碱又可分为金属氧化物型和负载型。但总的来看，固体碱催化剂的研究尚缺乏系统性。8、L-酪氨酸 的合成研究背景知识L-酪氨酸是一种贵重的氨基酸，目前主要用作医药工业上的重要原料，其纯品是紧俏的生化试剂和临床诊断试剂。例如，L-酪氨酸可用作生产甲状腺素、肾上腺素等药品的主要原料，利用L-酪氨酸制备的酪氨酸氧化酶在临床医学上主要用于检验糖尿病和肾功能失调等疾病。此外，在生物化
13、学及酶制剂工业上，当其需要快速测定蛋白酶的活力等指标时，也要用到L-酪氨酸等。总之，随着国民经济的日益发展，L-酪氨酸的社会需求量正在与日俱增。目前，L-酪氨酸主要从动物的角蛋白(例如：角、蹄壳等)进行酸性水解所得的混合氨基酸溶液中综合地提取，也可以从利用动物的毛、发、羽毛等的水解液中提取L-胱氨酸的粗晶的母液中提取等。但这些方法均存在原料价格高、成品收率不理想的缺点.本课题就是想找出一种更合理的方法。9、钙钛矿型透氧膜的研究背景：氧离子、电子混合导体致密透氧膜是一类同时具有氧离子导电和电子导电性能的新型陶瓷膜材料。此类材料不仅具有催化活性，还可以在中高温下选择性透氧，因而在纯氧制备、燃料电池
14、以及化学反应器等方面展现出十分诱人的应用前景。特别是近几年来，随着石油资源的日益减少，利用天然气等丰富廉价烃类资源制备附加值极高的化工原料已引起人们很大的兴趣。混合导体透氧膜，尤其是钙钛矿型氧化物，与多空无机膜和固体电解质膜相比有如下的优点：（1）在高温下，在氧化学势梯度的推动下，氧气以氧离子而不是分子的形式选择透过膜体。同时，由于膜体中存在有可变价态的金属，电子则向相反的方向移动。因此，理论上氧气的选择渗透性为100%。（2）氧气的选择渗透通量与多空陶瓷膜相当，是固体电解质膜的3-8倍。（3）由于此种膜兼有离子和电子导电性，无须接外电路，所以操作过程大大简化，操作费用显著降低。总而言之，随着
15、天然气化工作为下一世纪能源战略的重要组成部分，如果能制备出有很好兼容性和可靠性的混合导体透氧膜，那么它就能在氧分离等领域有着巨大的应用前景。近来，由于混合导体膜的催化和为甲烷部分氧化动态提供所需的氧的性能，越来越受到人们的关注。研究发现用混合导体致密膜与甲烷部分氧化反应（POM）过程耦合（膜反应器），预计比传统的氧分离工厂降低操作成本20以上，并且能够有选择地控制反应进料或移走反应产物，控制反应进程，防止放热反应引起的飞温失控1。利用混合导体膜反应器进行甲烷氧化反应的优点如下：（1）达到较高的产物选择性（2）利用空气作为氧化剂，消除了氮气对产品的污染（3）避免了热力学极限（4）把分离与反应过程
16、耦合在一起，简化了操作过程（5）在高温反应过程中避免形成环境污染物（NOX）。但上述膜集成技术的工业化应用是长期的，迫切需要开发出性能优良，特别是在低氧分压气氛下稳定的混合导体透氧膜材料，如果此种材料具有很高的氧通量、很好的稳定性的机械强度，那么其研究开发不仅会对相关的化工过程产生重大影响，而且对能源、环保等领域应用的高新材料的发展亦产生积极的推动作用。10、乙醛贮运中自聚原因和条件以及阻聚对策的研究课题背景众所周知，乙醛是重要的有机化工原料, 广泛应用于有机合成 、农药、医药及精细化学品生产中。由它可生产醋酸、醋酐、丁辛醇和季戊四醇等原料，也可用于生产丁二烯、聚乙醛、氯乙醛和山梨酸、乳酸、尿囊素等重要中间体和化学品。目前国内乙醛产量已达20多万吨/年。乙醛生产方法很多，其中主要
